5G通信环境下虚拟电厂分布式能源调度方法研究

陈晓露，夏天

(国网上海市电力公司 信息通信公司， 上海 200072)

0 引言

在5G通信环境下构建电厂能源的均衡调度和配置模型，根据物联网信息传输的空间均衡性和信道均衡配置性，构建虚拟电厂分布式能源调度模型，采用信道均衡方法，提高虚拟电厂分布式能源调度输出能力，从而提高能源的优化配置能力[1]。通过5G通信技术，动态分配虚拟电厂分布式能源调度的IP地址和带宽，实现5G通信环境下虚拟电厂能源分布信息的均衡调度，提高虚拟电厂的产能和能源管理能力[2-3]。

文献[4]建立了综合能源系统中储能设备的综合优化配置模型。采用k-means聚类算法对用户侧的用能需求进行分析并归纳出典型场景，储能配置考虑典型日系统运行优化调度，以综合能源系统年运行费用最低为目标建立电/热储能综合配置优化模型。但该方法进行虚拟电厂分布式能源调度的输出稳定性不高，自适应性不好。在文献[5]将风电场、光伏发电、小水电站等分布式能源聚合为虚拟电厂，并考虑价格型需求响应负荷及激励型需求响应负荷，以运营收益最大化为目标，综合考虑负荷供需平衡约束、机组运行约束以及旋转备用约束等，构建虚拟电厂常规调度优化模型，利用条件风险价值法(CVaR)和鲁棒随机优化理论构造虚拟电厂风险规避优化模型。但该方法进行能源传输的解密性能不好，模糊解析控制能力不好。

针对上述问题，本文提出基于负载均衡开销控制的虚拟电厂分布式能源调度方法。首先构建5G通信环境下虚拟电厂能源信息传输信道模型，采用码间干扰滤波方法进行能源分布信息融合和均衡配置，提高虚拟电厂信道的均衡性和抗干扰性。然后采用空间网格自动化分配方法实现对能源的输出均衡配置，提取虚拟电厂分布式能源信息的统计特征量，采用波特间隔均衡配置和负载均衡调度方法，实现对虚拟电厂分布式能源均衡调度设计。最后进行仿真测试分析，展示了本文方法在提高5G通信环境下虚拟电厂分布式能源调度能力方面的优越性能。

1 虚拟电厂分布式能源调度信道模型和传输控制

1.1 能源调度信道模型

构建5G通信环境下虚拟电厂能源信息传输信道模型，结合随机链路均衡采样方法构建5G通信环境下虚拟电厂分布式能源调度的数据分析模型，结合随机链路节点转发方法，实现对虚拟电厂分布式能源的控制、存储和传输[6]，得到虚拟电厂分布式能源调度的总体结构模型如图1所示。

根据图1所示的虚拟电厂分布式能源调度的总体结构模型，通过物理空间资源均衡配置方法进行5G通信环境下虚拟电厂分布式能源的均衡配置，结合负荷频率曲线卷积方法进行虚拟电厂分布式能源信息融合[7]，得到分布式能源调度的控制约束参量θk=(uk,Σk)，采用显著的多时间尺度估计的方法，建立虚拟电厂分布式能源调度的信息熵分析模型，得到分布式能源控制的优化解析特征分量满足：

(uk,Σk)=Pxt+fm(x)

(1)

式中，Pxt表示虚拟电厂分布式能源调度的传导信息函数，fm(x)表示分布式能源分配的关联规则集，采用多个时间尺度下的多能互补控制方法，得到分布式能源传输的链路信道模型为

Vk=(uk,Σk)+(Rt,Ro)

(2)

式中，Rt表示维子矩阵块，Ro表示虚拟电厂分布式能源信息置换矩阵，根据分布式能源数据的分布特性，得到空间分布间隔均衡检测的方法[8]。

1.2 能源传输控制

结合随机链路均衡采样方法构建5G通信环境下虚拟电厂分布式能源调度的数据分析模型，通过大数据融合和关联性分析，实现对虚拟电厂分布式能源配置和节点自适应部署[9]。分布式节点参数集为

(3)

式中，a2表示虚拟电厂分布式能源尺度维数，b2表示能源分布的时间尺度函数，根据分布式能源传输的信道模型满足，得到5G通信环境下虚拟电厂分布式能源传输信道模型为

p(ωk)=p(uk,Σk)Kψ

(4)

式中，Kψ表示虚拟电厂分布式能源特征集，根据联合特征解析函数为，被称为虚拟电厂分布式能源调度的相似度函数。综上分析，构建分布式能源调度传输控制模型，得到第周负荷段对应传输控制功率为

N(uk,Σk)=p(ωk)-∇x

(5)

式中，∇x表示5G通信环境下虚拟电厂分布式能源调度的空间融合信息，结合传输控制和信道均衡设计[10]，实现能源均衡调度，虚拟电厂分布式能源调度的节点分布。

2 虚拟电厂分布式能源调度抗干扰设计与均衡调度

2.1 能源调度的抗干扰设计

构造5G通信环境下虚拟电厂分布式能源信息疏导模型，采用码间干扰滤波方法进行虚拟电厂的能源分布信息融合和均衡配置，提高虚拟电厂信道的均衡性和抗干扰性[11]，5G通信环境下，虚拟电厂分布式能源调度的模糊关联规则集。在多时间尺度模拟框架下，得到虚拟电厂分布式能源置换函数为

p(vk-1,ek-1)=N(uk,Σk)trace(x,y,σ)

(6)

式中，x、y、σ表示虚拟电厂分布式能源传输的空间特征聚类，根据各个时刻的负荷分布，得到虚拟电厂分布式能源调度的联合特征参数分布集：

(7)

式中，x表示新能源出力的季节差异性，通过分布式能源调度的模糊加权系数为，提取能源信息的模糊约束因子，得到虚拟电厂分布式能源传输的联合特征分布函数为

(8)

采用负载功率的统一协同控制方法，得到能源调度的抗干扰设计信息熵为

(9)

式中，ki表示虚拟电厂分布式能源的回归分析特征量，结合模糊度寻优方法，实现能源调度的抗干扰设计[12]。

2.2 能源负载均衡调度

采用空间网格自动化分配方法实现对5G通信环境下虚拟电厂分布式能源的输出均衡配置，提取虚拟电厂分布式能源信息的统计特征量，得到能源分布集满足条件概率密度函数p(ek|vk)，虚拟电厂分布式能源传输的统计信息分布集为

he|v,k=P(K=T|R=1)

(10)

引入新能源发电系统之间的能量管理函数，实现虚拟电厂分布式能源的信息聚类，虚拟电厂能源分配的模糊关联信息熵可以表示为

p(θk|Xk,Yk)=he|v,k+ω0

(11)

式中，ω0表示功率变换及能量管理的节点，通过尺度聚类，得到虚拟电厂分布式能源调度的对象集为

ωk=p(θk|Xk,Yk)+p(ωk)

(12)

基于时间间隔均衡的方法，得到能源调度的置换函数：

(13)

式中，∂R表示空间分布式直流传输控制设计，∂x表示虚拟电厂分布式调度的数据节点，根据数据驱动的概率分布不确定集，随机概率密度自适应控制模型为

(14)

3 实验与结果分析

为了验证本文方法在实现实验5G通信环境下虚拟电厂分布式能源调度和控制的优越性能，进行仿真测试分析，得到虚拟电厂网络中能源分布信息采传输的带宽，根据虚拟电厂能源输出的时延参数，得到储能集成功率，根据上述仿真参量设定，得到虚拟电厂能源传输的模块切换波形如图2所示。

图2 5G通信环境下虚拟电厂能源传输的模块切换波形

根据图2对5G通信环境下虚拟电厂能源传输的模块切换，进行能源传输控制，得到能源调度的输出如图3所示。

图3 能源调度输出

分析图3得知，采用本文方法进行5G通信环境下虚拟电厂能源传输和调度的均衡性较好，负载均衡控制能力较强。测试不同方法进行虚拟电厂能源调度的稳定性，得到对比结果见表1。

表1 输出性能测试

分析表1得知，采用本文方法进行虚拟电厂能源调度的稳定性较高。自适应性好。明显比另外两种方法更具安全传输的实时性。

4 总结

构建5G通信环境下虚拟电厂分布式能源调度模型，采用信道均衡方法，提高虚拟电厂分布式能源调度输出能力，本文提出基于负载均衡开销控制的虚拟电厂分布式能源调度方法。通过物理空间资源均衡配置方法进行分布式能源的均衡配置，建立分布式能源调度的空间信息聚类分析模型，采用负载功率的统一协同控制方法，引入新能源发电系统之间的能量管理函数，实现布式能源的信息聚类，实现5G通信环境下虚拟电厂分布式能源调度。研究得知，本文方法能源传输调度的均衡性较好，自适应性好，稳定性较高。